對裝配式混凝土結構建筑發展的思考

謝慶仕

（廣西東融產業園管理委員會，廣西 賀州542813）

1 引言

近年來，特別是2016年9月《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國辦發〔2016〕71號）發布以來，國家對裝配式建筑加大推廣力度，各地出臺了一些配套措施，取得了一定成效，裝配式建筑進入快速發展期。但我們也要看到，還有一部分建筑從業者對裝配式混凝土結構建筑發展的認識不足，以現階段裝配式混凝土結構建筑存在造價較高、部分技術不成熟等瓶頸問題而產生抵觸情緒，這不利于建筑業的持續健康發展。對推廣裝配式混凝土結構建筑的意義、優點、步驟、保障措施、施工控制要點等進行探究，有利于更好地了解裝配式混凝土結構建筑的發展趨勢，不斷促進建筑工業化發展。

2 推廣裝配式建筑的意義

20世紀末，隨著房地產市場的興起，大量農民工進入城市從事建筑施工，催生了一批職業建筑工人，帶動了現澆結構建筑的快速發展。如今，這批建筑工人普遍步入中老年，而青年一代的務工人員普遍不愿從事繁重的建筑現場施工工作，技術嫻熟的建筑工人呈不斷下降趨勢，建筑人工成本不斷上升。隨著社會化大生產的發展，越來越多的工作從繁重的體力勞動轉變為機械化、自動化、批量化的大生產。裝配式建筑是先由工廠生產，再用預制部品部件在工地裝配而成的建筑，是用科技密集型的規模化工業生產取代勞動密集型的粗放手工生產，是結構系統、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用預制部品部件集成的建筑[1]。裝配式建筑的發展既是應對建筑工人不斷減少，又是適應社會化大生產趨勢的必然選擇，是解放生產力、發展生產力的過程，推廣裝配式建筑，可以減少建筑垃圾、污水、噪聲和揚塵污染，節約資源，提高工程質量，縮短施工工期。我們要解放思想，主動適應時代發展潮流，明確推廣裝配式建筑的出發點為促進建筑業的持續健康發展，分步驟多舉措扎實推進，為建筑業的轉型發展做出積極貢獻。按建筑結構體系和構件材料分類，裝配式建筑主要包括裝配式混凝土結構、裝配式鋼結構、木結構、鋁結構、組合結構等，下面主要對裝配式混凝土結構建筑進行闡述。

3 裝配式混凝土結構建筑的優點

裝配式混凝土結構建筑是指建筑中各系統主要部品部件是預制混凝土材料構件集成的，裝配式混凝土結構建筑體現了社會化大生產的理念，具有系統性和集成性，可促進建筑業整體技術進步。相對于傳統現澆混凝土結構建筑，裝配式混凝土結構建筑具有很多優點，下面列舉一些主要優點進行闡述。

3.1 勞動強度低

裝配式混凝土結構建筑利用工業化的生產方式，將現場的作業施工向工廠機械化制造轉化，充分利用先進的生產工藝，較高的信息化管理水平，大大減少現場的濕法作業和露天施工，減少噪聲和施工粉塵污染。很多施工程序都被簡化甚至直接省略，如砌筑、抹灰、保溫流程等都無須在施工現場中進行，施工人員只需對提前預配好的構件進行組合和拼接，便可完成裝配式建筑的施工[2]。裝配式混凝土結構建筑既加快了工程整體進度，減少露天施工存在的安全隱患，又降低了現場施工的勞動強度。

3.2 施工效率高

根據現場實際，事先確定施工現場平面布置，制定施工方案，確定吊裝順序，進而明確預制構件的生產順序、運輸順序、構件堆放場地等，實現施工全過程的高效管理。裝配式混凝土結構建筑的工廠預制構件運到施工現場后，利用構件的連接技術，按預定的施工順序完成一層結構的安裝后，在不停止后續樓層吊裝施工的同時，可以進行下層的水電安裝、裝修施工等，各工序交叉作業，逐層整體施工，加快了項目總體施工進度。

3.3 質量易于控制

裝配式混凝土結構建筑采用標準化設計，按少規格、多組合的原則，既滿足個性化需求，又使構件具有互換性和通用性，參照機械設計理念，可以自主選擇和更換一些建筑非承重構件。工廠的大批量生產具有較高的機械化、自動化和信息化水平，有利于對產品生產過程進行恒溫恒濕等環境控制，有利于對整體質量進行檢測監督和追溯，減少人為主觀操作影響，形成完整的質量管理體系，實現施工過程的可視化模擬和可視化管理，大大降低產品質量的不確定性。利用先進的機械化設備和一體化施工的理念，在工廠進行預制構件生產時，可以準確設置預留孔洞和預埋件，便于在施工和裝修階段構件間的完好連接，避免打鑿穿孔而影響結構質量。

3.4 一體化裝修

利用標準化和一體化協同設計理念，在建設初期和設計階段進行各專業統籌安排，實現建筑結構、管線和內裝既相互分離又形成統一整體。通過采用技術集成化的墻面、地面、吊頂等部品體系，預留電路、給排水、供氣、采暖等設備管線部品通道，在裝修面層預埋固定部件，實現裝修干式工法施工（錨栓、支托、膠粘等）、管線與結構相分離（設備管線填充在結構與裝修面層之間的空腔內），避免裝修施工或后期翻新改造中對主體結構碰撞、打鑿和穿孔等，避免濕法作業可能造成的開裂、脫落、漏水等質量通病。以工廠集成化、模數化、標準化生產擺脫裝修傳統手藝人水平參差不齊的窘境，減少現場二次加工。通過優先采用物理連接的方式，在方便安裝的同時，可實現逆向拆除，有利于翻新維護，降低翻新成本，縮短裝修工期，同時減少裝修現場施工噪聲、粉塵、垃圾等環境污染。

3.5 智能化應用

現代建筑已開始向智能化、集成化發展，可以根據用戶的個性化需求，通過物聯網技術進行具體智能化設計，將各種智能化設備設施在裝配式構件中加以集成，實現通信、辦公、設備設施自動化，形成高效舒適的生活環境。

3.6 與綠色建筑協調發展

綠色建筑提倡“節能、節地、節水、節材和保護環境”，為人們提供“健康、適用、高效”的使用空間。裝配式混凝土建筑的工廠化生產，采用輕質高強材料和一體化裝修，減少現場加工造成的材料浪費，減少施工垃圾、噪聲和粉塵污染，有利于節材和保護環境，主要體現在節水、減少抹灰砂漿用量、節約模板、降低施工能耗等；同時，裝配式混凝土建筑的工廠預制，有利于主體構件和功能構件形成整體，有利于外墻、屋面、門窗等保溫功能的實現，有利于節約能源。裝配式混凝土建筑的這些特征與綠色建筑的一些特征吻合，在推廣裝配式混凝土建筑的同時，也有利于綠色建筑的發展。

4 推廣步驟

裝配式混凝土結構建筑的推廣應分地區、分步驟平穩推進，根據地區的經濟社會發展狀況和產業技術條件，因地制宜、循序漸進，推進科研、標準、設計、生產、施工、維護等各環節有機結合，以建造方式的變革促進建筑業全過程提質增效。

4.1 從試點地區向全國范圍推廣

一個新生的事物，要有一個從試點到總結經驗再到推廣的過程。按照“堅持分區推進、逐步推廣”原則，國家已在全國多地開展裝配式建筑的試點工作，劃分重點推進地區、積極推進地區、鼓勵推進地區，因地制宜發展裝配式建筑。要堅持市場主導、政府推動的原則，促進市場主體積極參與、協同配合，以點帶面，及時總結經驗和問題，出臺更多激勵政策，如貸款利率優惠、返還稅費、獎勵資金、相關規劃指標傾斜等，形成可借鑒的經驗做法，逐步向全國范圍推廣。

4.2 從低層建筑向中高層建筑推廣

在裝配式建筑的起步階段，各項工藝都有待實際實施論證，低層建筑抗震設防較低，吊裝施工容易，維護簡便，我們可以從低層建筑入手，驗證并不斷改進施工工藝，系統解決吊裝、拼接、防水、保溫、隔聲、防震、維護保養等問題，形成一套成熟、操作性強的施工工藝，逐步向中高層建筑推廣。裝配式混凝土結構從結構形式上可分為框架結構、框架-剪力墻結構、剪力墻結構等，可以因地制宜，靈活選擇裝配式建筑結構形式。在低層和多層建筑中，可采用裝配整體式框架結構，樓板、屋面、梁可采用疊合梁板，框架柱視情況可以預制或現澆，節點采用現澆，具有施工方便、節點連接簡單、可靠等優點，預制率可以達到較高水平，在裝配式混凝土建筑前期發展階段容易得到推廣。在中高層建筑中，可采用裝配整體式框架-現澆剪力墻結構，樓板、屋面、梁可采用疊合梁板，框架柱視情況可以預制或現澆，剪力墻和節點采用現澆，空間布置較為靈活，且抗側剛度較大，抗震性能較好。中高層建筑中，還可采用裝配整體式剪力墻結構，樓板、屋面、梁可采用疊合梁板，墻為預制剪力墻，暗柱和節點采用現澆，抗震性能較好，裝修后室內較少出現墻柱梁棱角，整體較為美觀。

4.3 從低裝配率向高裝配率推廣

裝配式建筑是由樓蓋、屋蓋體系和墻、柱體系組成的，裝配式混凝土結構建筑可分為裝配整體式混凝土結構和全裝配混凝土結構，可以從推廣裝配整體式混凝土結構開始，根據具體建筑形式不斷提高裝配率。按照預制混凝土構件應用部位的不同，可從非豎向承重結構預制到全部豎向承重結構、水平構件和非結構構件均采用預制構件推廣。第一，樓板（除衛生間、廚房等需要防水處理的部位外）采用疊合樓板，其他采用現澆形式，解決吊裝、拼接、隔聲、防震問題，促使預制構件加工企業規范化、標準化生產。第二，樓板、內隔墻采用預制構件或疊合板，其他采用現澆方式，解決平面與豎向構件連接和樓面防水問題。第三，樓板、墻體、屋面采用預制構件或疊合板，其他采用現澆方式，解決外墻面防水和屋面防水問題。第四，地面以上結構和非結構構件均采用預制構件或疊合板，探索預制疊合式樓、墻板向地下結構推廣，系統解決裝配式混凝土結構建筑常見問題。然而，采用多高的預制率與裝配率應充分考慮該建筑的特性，發展裝配式建筑可以采用裝配與現澆相結合的模式，而不是為了簡單滿足預制率而預制，過高的預制率還會造成成本與費用的增高[3]。通過綜合考量，合理確定建筑裝配率，使裝配式混凝土結構建筑在質量、安全、舒適性、經濟性等方面滿足用戶需求，促進裝配式混凝土結構建筑產業化發展。

4.4 從專業分包模式向工程總承包模式推廣

目前，大多數建筑工程采用專業分包模式，即設計、施工、采購分別分包給有相應資質的企業，組織協調工作量較大，易造成工程變更簽證、返工、扯皮等，不利于工程整體推進。裝配式建筑需要科研、設計、開發、生產、施工等各方面的人力和物力協同配合，統一推進，具體的協調工作量更大，應鼓勵采用工程總承包模式，承包單位對工程造價、質量、安全、進度負總責，促進有條件的企業整合資源，向具有設計、生產、施工、采購能力的工程總承包企業轉型，實現工程全過程的深度融合和統一管理，優化項目管理方式，不斷從體制機制上降低建設成本。

5 保障措施

目前，制約裝配式混凝土結構建筑發展的主要因素為：總體造價較高、部分技術不成熟、技術人才匱乏等。為此，應制定專門的政策支持措施，打造示范引領工程，為裝配式混凝土結構建筑的發展提供強大的政策保障。

5.1 在工程造價方面

據有關統計，全國范圍內采用裝配式混凝土建造方式比傳統混凝土建造方式的成本增量在150~600元/m2，而且預制率越高，成本增量反而越高[4]。對于現階段裝配式混凝土結構建筑普遍比現澆混凝土結構建造成本高的問題（使用成本、維護成本、殘值等與現澆混凝土結構相比具有一定優勢），各地政府可出臺貸款利率優惠、稅收優惠或財政補貼政策等，重點對預制設備采購、交通物流和吊裝成本給予適當補貼，可按照預制設備規模、項目的預制率、建筑面積和構件運輸路程等給予獎勵，同時在項目的評先爭優方面適當給予傾斜。在不影響城鎮開發的基礎上，鼓勵企業在城鎮郊區建設預制構件廠，縮短構件運輸里程，多舉措增加預制構件需求量，使預制構件廠產能得到充分利用，實現大批量生產，從而降低企業的攤銷固定成本。不斷完善設計規范、標準圖集和驗收規范，完善設計驗算方式，改進施工工藝，不斷壓縮成本增量，逐漸從政府主導向企業主動變革轉變。

5.2 在技術水平方面

要推動預制工廠規模化、規范化、標準化、自動化發展，對于手續不全、小散亂的預制構件生產企業給予關停整頓，市場監管部門聯合工程主管部門加強對產品的質量檢查，確保預制產品合格。多舉措推動企業整合資源，逐步向具有研發設計、構件生產、安裝施工、采購能力的工程總承包企業轉型，從規范標準、設計、預制、施工等環節不斷探索改進，逐漸克服裝配式混凝土結構在減震、隔振等方面的技術欠缺，提高裝配式混凝土結構的抗震設防能力，提高構件間拼縫和節點防水能力，不斷提高裝配式混凝土結構的技術水平。

5.3 在組織保障方面

要加強院校對裝配式建筑設計、施工、生產等技術人才的培養，及時充實裝配式混凝土建筑人才隊伍，舉辦各類技能培訓，提高裝配式混凝土建筑工人的專業技能水平，促進產學研一體發展。總承包單位的綜合能力水平是保障工程順利推進的重要前提條件，要綜合考慮總承包單位的信譽、技術能力、財務能力、組織能力等，審慎選擇工程總承包單位，為工程的順利實施奠定堅實基礎。要落實監理單位的監督指導職責，同時要求設計單位指派設計技術人員現場駐點，指導預制構件生產和現場安裝施工，確保設計意圖的實現。承包單位要提前提出預制構件需求，給預制工廠足夠的加工生產時間，根據施工動態變化合理確定物料需求，確保現場組織有序，不至于在現場積壓過多物料，避免過度增加儲存、二次運輸和損耗費用。預制廠可配套專門的工程運輸車輛，送貨上門，對于現場沒有相關吊裝能力的，給予工程吊裝服務；對于現場管理人員和工人對裝配式混凝土建筑工藝流程不熟悉的，除加強學習培訓外，定期由預制廠家派出技術人員給予現場安裝技術指導，最大限度減少人為操作造成的安裝缺陷。

6 施工控制要點

裝配式混凝土結構建筑除了要做好預制、運輸等工序的質量控制和成品保護外，現場安裝施工方面的質量控制也顯得尤為重要，要通過全流程質量控制，避免出現構件尺寸偏差大、開裂斷裂、連接強度低等質量問題，使裝配式混凝土結構建筑總體質量滿足國家規范要求，達到甚至超過現澆結構的整體質量，這樣的裝配式混凝土結構建筑才能被群眾廣泛認可，才能得到較快推廣。按照“批量之前，樣板先行”原則，對重要技術節點、關鍵工序和標準戶型進行樣板施工，做好預制件首件驗收和施工段首段驗收工作，進行數據采集和問題反饋，為批量施工提供精準數據和技術處理經驗。

6.1 支撐體系

裝配式混凝土結構建筑沒有現澆工程的大范圍模板工程和腳手架工程，但大部分預制件在拼接安裝過程中，都需要支撐固定，如預制梁、板、墻柱安裝。要重點加強對支撐體系的位置和標高控制，同時做好支撐體系的加固，保證其穩定性，確保拼接準確，不變形。

6.2 構件吊裝

吊裝是裝配式混凝土結構建筑施工的重要環節，要合理進行現場總平面布置規劃，合理選擇塔吊或汽車吊位置、型號。對吊裝構件的儲存區、運輸動線、預制吊裝過程、構件拼接、構件空間位置等以同比例BIM軟件進行模擬檢核，消除實際吊裝過程中可能出現的構件吊裝順序及位置沖突，確保實際施工能達到預期效果[5]。吊裝順序：柱墻等豎向預制構件—預制梁—預制板—預制懸挑板—預制樓梯。根據吊裝構件種類及位置的不同，初始吊裝時應進行試吊，驗算吊機、吊繩的受力情況，保持吊繩與吊件夾角在合理區間（一般大于60°），確保具備足夠的起吊能力。要制定吊裝工作要點，逐一核驗支撐架、拼接位線、吊裝支承點、固定拼接件、連接鋼筋、牽引繩等位置、方向、型號、數量是否滿足要求，保持起吊設備操作人員和施工人員的信息溝通順暢，確保構件支撐或拉結穩固后，方可松開吊裝勾頭。要及時對吊裝構件進行拼接固定，以免因現場施工和人員走動造成構件位置偏差或失穩傾覆。

6.3 拼接處理

拼接處理主要工序有節點連接、接口現澆、防腐處理、防水處理等，接口處理看似工作量不多，卻是質量問題容易出現的節點，做好拼接處理是保證工程整體質量的關鍵。

6.3.1 節點連接

節點連接有干式連接和濕式連接2種。干式連接的栓焊連接或螺栓連接應準確定位預埋件母板位置，保證預埋件穩固性。要確保連接件的質量可靠，吊裝連接時，按要求加設墊片和螺母加固等，對標高、平面位置、垂直度等及時進行校正。濕式連接分為灌漿套筒連接和漿錨連接2種，主要做好鋼套筒預埋（漿錨連接做好螺旋箍筋或金屬波紋管預埋）、灌漿前孔道雜物清理、灌漿料流動度檢測、加壓灌漿、灌漿孔與出漿孔出漿封堵、接頭充盈度檢查等，確保灌漿料與螺紋鋼筋的剛性連接。

6.3.2 疊合現澆

對裝配式混凝土結構，墻、梁、板拼接固定后往往需要進行疊合現澆處理，應按照設計或規范要求對接口或疊合部位表面進行鑿毛、清理、涂刷結合劑等，確保構件連接面粗糙或通過鍵槽、鋼筋等連接，后澆混凝土一般應采用微膨脹細石混凝土，做好澆筑振搗密實和后期養生工作。為了提高結構的整體性能，疊合墻板、樓板以及暗柱、框架梁等需要現澆混凝土的部分混凝土應一起澆筑施工[6]。

6.3.3 防腐處理

對于裝配式混凝土結構中的部分鋼或木部件，往往需要根據所處環境對其進行防腐處理。應保障防腐涂料質量可靠，保證黏結強度，滿足涂刷厚度要求，定期對鋼或木部件進行維護保養。

6.3.4 防水處理

裝配式混凝土結構建筑的防水問題應突出對拼縫和接口等位置的重點設防，拼接接口位置如果處理不好往往容易造成滲漏點，因此，應做好接縫填補、防水補強等工作。對于較大的接口，可首先采用微膨脹細石混凝土現澆填充的方式，使多個構件連成整體，然后在其上按要求涂刷防水涂料、鋪貼防水卷材、設置保護層等。對于拼接后存在較小縫隙的地方，可首先采用瀝青、瀝青麻絮等進行填補，其次在其上設置防水層、保護層等。防水工序施工完成后，對其進行必要的防水試驗，確保防水效果。

6.4 部件更換

部分構件拼接后需采用一些部件進行連接或密封，這些連接或密封部件的更換往往是后期維護的一個難點，如用密封膠條進行接縫或防水處理，膠條年久老化后更換往往較為困難。預制企業應根據市場上通用的連接或密封部件進行構件設計和生產，充分考慮后期更換的便捷性和可操作性，對需定期更換的部件進行技術交底和采購指導，確保后期部件更換的整體質量。

7 結語

裝配式混凝土結構建筑的推廣既要加強宣傳，增進群眾的思想認識，又要制定可操作性的推廣步驟，健全保障措施，加強技術人才培養，多方面降低成本增量，逐步解決制約其發展的瓶頸問題，不斷提高裝配式混凝土結構建筑的開工率。同時，既加強預制、運輸等工序的質量管理，又加強現場吊裝拼接過程的質量控制，使裝配式混凝土結構建筑既施工便捷、造價合理、質量優良，又達到解放生產力，滿足社會化大生產的需要，成為群眾樂于接受的建筑形式之一，不斷促進建筑業持續健康發展。